APP下载

既有高速公路增设枢纽设计研究

2022-08-15王添荣

北方交通 2022年8期
关键词:匝道互通主线

王添荣

(山西省交通规划勘察设计院有限公司 太原市 030032)

近年来,随着城市建设区的扩大和高速公路路网不断补充完善,既有高速增设立交的情况越来越多。地方路网对进入高速的便捷性要求提高,需要增加互通出入口;新增高速公路与既有路网交叉增多,需要增设枢纽立交。既有高速公路增设枢纽一般工程规模更大,面临的技术困难也更多,需要仔细研究。

1 项目概况

太原绕城高速公路义望至凌井店段(太原西北二环高速公路),是国家高速公路网中京昆高速公路的太原过境段。该项目为规划中的太原都市圈提供快速便利的交通运输服务,对完善国家高速公路网和山西省高速公路网有重要作用。本项目按双向四车道高速公路标准建设,设计速度采用80km/h,路基宽度25.50m。被交路为青银高速与京昆高速共线段,设计速度120km/h,路基宽度28.5m(双向六车道)。高速公路之间的立体交叉,应为枢纽互通式立体交叉[1]。

项目起点位于吕梁市交城县义望村东,衔接京昆高速公路(G5)、青银高速公路(G20)的共线段,形成十字交叉,需要在项目起点设置清徐南枢纽。枢纽选址区属于山前平原区,地形开阔、平坦,地表冲沟不发育;地表岩性为第四系冲洪积粉土、粉质黏土、中细砂、圆砾等。地面坡度向山前盆地中心倾斜,地下水位埋深较浅,地表植被以农作物为主。

方案研究初期考虑路网规划和通行效率,将起点选在京昆高速与青银高速交通流转换节点义望枢纽,见图1。采用全部利用原有匝道,新增部分转向匝道的改造方式,实现十字交叉各方向的交通转换。但由于现状义望枢纽周边村庄、厂矿密集,以此枢纽为节点,路线方案穿过规划的工业园区,地方政府无法接受。最终将交叉节点选在义望枢纽东北约3km的清徐南互通处,通过改造及增设部分转向匝道,将现有清徐南互通和义望枢纽组合为复合式枢纽立交,实现本项目与被交高速公路的交通转换。

图1 既有高速公路立交设置现状图

2 交通量分析

在现状高速旧路增设枢纽后,路段转向交通量如图2所示。该枢纽交通量转换要求较为特殊,本项目西二环主线(古交方向)在现有清徐南互通位置,形成带出入口的十字交叉,实现部分交通流转换和清徐县车辆的出入需求;在义望枢纽位置仍然为T型交叉,实现青银高速与大运高速(南环)的车辆转换。

图2 复合式枢纽转向交通量示意图

3 枢纽方案设计研究

原有的清徐南互通,为A型单喇叭互通。A匝道为设计速度50km/h,路基宽度15.5m的双向双车道;B、C、D、E四条单向匝道设计速度40km/h,路基宽度为8.5m;环形匝道最小圆曲线半径60m,匝道设置三跨现浇连续箱梁上跨主线,设置“四进六出”共十条收费车道。义望枢纽是一处单喇叭型枢纽,该枢纽实现了青银高速与大运高速的交通分流。太原二环高速在此段落增设枢纽,必须要考虑现有两处立交的功能,合理改造,利于现有匝道,还需保证改造期间主线的通行能力。

3.1 方案一

结合本枢纽和清徐南互通的服务水平及地形条件,采用部分利用原有互通匝道的变异苜蓿叶枢纽形式。在部分保留匝道及收费站的前提下,改造清徐南互通半定向左转E匝道,另外增设7条匝道,成为全互通立交加高速出入口的枢纽形式,见图3。

图3 方案一线位图

新增7条匝道为:

F匝道为古交去往汾阳、祁县方向,设计速度60km/h,路基宽10.5m(单向双车道),圆曲线最小半径350m,最大纵坡3.399%。起点顺接本项目主线西环高速,上跨L匝道后汇入青银高速,采用双车道直接式加速车道,加速车道终点距离现有义望枢纽减速车道起点491m,需要设置贯通的辅助车道。

H匝道为古交去往太原方向,设计速度60km/h,路基宽度10.5m(单向双车道),圆曲线最小半径240m,最大纵坡3.523%。起点与F匝道采用匝道分流设计,下穿J匝道后上跨青银高速、A匝道、C匝道,最后向北汇入青银高速。

J匝道为汾阳、祁县去往古交方向,设计速度60km/h,路基宽度10.5m(单向双车道),圆曲线最小半径350m,最大纵坡3.882%。起点采用双车道直接式减速车道,减速车道起点距离现有义望枢纽加速车道终点634m,需要设置贯通的辅助车道。J匝道上跨B匝道、青银高速、H匝道、L匝道后,与G匝道采用主线合流设计后,向西汇入西二环高速。

G匝道为太原去往古交方向,设计速度60km/h,路基宽度10.5m(单向双车道),圆曲线最小半径400m,最大纵坡2.762%。起点采用双车道直接式减速车道,终点与J匝道采用主线合流设计。

L匝道为古交去往清徐收费站方向,设计速度50km/h,路基宽度9m(单向单车道),圆曲线最小半径350m,最大纵坡3.85%。起点采用单车道直接式减速车道,下穿F匝道、J匝道,上跨青银高速后,与原收费站匝道顺接。

N匝道为清徐入口车辆去往古交方向匝道,设计速度50km/h,路基宽度9.0m(单向单车道),圆曲线最小半径180m,最大纵坡2.893%。起点由A匝道分流,上跨P匝道后,汇入G匝道。

P匝道为封闭原互通E匝道后,新增的太原去往清徐出口方向匝道,设计速度50km/h,路基宽度9.0m(单向单车道),圆曲线最小半径130m,最大纵坡4%。起点与G匝道分离,下穿N匝道后,从左侧汇入L匝道。

本枢纽施工时,由于设置了辅助车道,需要将主线加宽,影响正常通行,施工时要做好完善的交通组织工作,完善保通安全设施。

3.2 方案二

方案二统筹考虑了原有清徐南互通的出入功能、既有两处立交的交通转换功能和青银大运共线段的通行能力,将交叉高速的直行车道分离设置。该方案涉及到的高速公路主线形成错位交叉,共用路段约3km,按照《公路立体交叉设计细则》的要求,高速直行车道应各自保持连续,且分开设置[2]。结合现有清徐南互通和义望枢纽位置,以及该节点各转向交通量,方案二采用复合式变异苜蓿叶枢纽形式。

方案二在保留原有互通匝道、匝道收费站、青银和大运共线段主线的前提下,局部改造清徐南互通匝道,重新连接义望枢纽H匝道,另外再新增9条匝道,改造为如图4所示复合型苜蓿叶枢纽形式。

图4 方案二线位图

方案二的西二环主线按分离式路基设置A匝道、B匝道,设计速度60km/h,路基宽度均为12.75m。两匝道并行青银高速主线向南跨越现有义望枢纽后,通过设置加减速车道汇入现大运高速主线(南二环),在大运主线设置辅助车道。清徐南互通新增匝道C、D、E、F、G,实现该节点的交通转换和上下高速功能;在现有义望枢纽位置,设置匝道H、I、J实现青银高速与大运高速交通转换。方案二新增及改造匝道如下:

A匝道、B匝道为二环高速主线的延续,实现了南二环和西二环的贯通,匝道采用宽12.75m的分离路基,设计速度60km/h。两匝道在青银高速两侧并行现有高速公路主线,不需对旧路加宽改造。

C匝道利用现有清徐南互通出口,为太原方向车辆去往清徐南收费站匝道,设计速度40km/h,采用单车道出口的双车道。匝道设置1-60m简支钢箱梁桥跨越青银高速主线后,进入清徐南收费站。

D匝道由B匝道分流,为西二环古交车辆去往清徐南收费站方向匝道,设计速度40km/h,采用单车道出口的双车道,连续跨越匝B、匝A、青银主线,最终通往清徐南收费站驶离高速。

E匝道为清徐南收费站去往古交方向匝道,设计速度40km/h,路基宽度为9.0m(单向单车道),跨越C匝后汇入A匝。

F匝道为由西二环古交去往太原方向匝道,设计速度40km/h,圆曲线最小半径80m,最大纵坡3.8%。起点顺接D匝道,连续上跨A匝道、青银主线后,采用单车道加速车道向北汇入青银高速主线。

G匝道为青银高速太原去往西二环古交方向匝道,设计速度40km/h,圆曲线最小半径130m,最大纵坡3.9%。起点由C匝道分流,汇入E匝道去往西二环古交方向。

H匝道为青银高速汾阳去往大运高速祁县方向,可利用原义望枢纽匝道轻微改造。匝道设计速度40km/h,路基宽度9.0m(单向单车道),圆曲线最小半径253m,最大纵坡2.4%。起点为原义望枢纽祁县方向匝道的中段,终点与本方案B匝道合流。

I匝道为西二环古交方向去往青银高速汾阳方向匝道,设计速度40km/h,路基宽度为9.0m(单向单车道),圆曲线最小半径200m,最大纵坡3.6%。起点接西二环分离式路基主线匝B,终点汇入青银高速去往汾阳方向,设置加速车道汇入主线交通流。

J匝道为青银高速汾阳去往西二环古交方向匝道,设计速度40km/h,路基宽度10.5m(单向双车道),圆曲线最小半径300m,最大纵坡3.6%。起点设置减速车道从青银高速主线分流,连续上跨H匝、B匝、义望枢纽大运主线、A匝,最终与A匝道合流,去往西二环古交方向。

3.3 方案比选

方案一优点为保留了原有高速出入口,用地少,功能基本满足使用要求,工程规模较小,造价较低。缺点是没有完全利用原有互通匝道,建设中需暂时封闭高速出入口,需要加宽主线路基和桥梁较多,影响改造期间主线通行。青银大运主线共线段、义望枢纽交通压力更大,易形成局部交通瓶颈。

方案二优点为保留了原有高速出入口和原有互通立交,二环主线采用分离设置,对既有高速公路主线改造强度低,满足规范错位交叉互通立交的设计要求,使用功能较好,对原有高速共线段和义望枢纽不造成进一步的压力,施工期间对主线通行影响较小。缺点是桥梁众多且结构复杂,工程量较大,新增占地较多,造价较高。

方案一和方案二技术指标及主要工程量比较见表1。

对本枢纽从使用功能、交通流优化、工程规模、对原有公路设施利用和改造强度等方面综合比选分析,认为方案二优于方案一,推荐复合式变异苜蓿叶枢纽方案。

4 结语

既有高速公路新增枢纽立交,应当合理配置路网节点,优化交叉道路的车辆转换方案,尽量采用新建的方式,谨慎采用复合式枢纽。复合枢纽新增匝道时要分清主次交通流,交叉跨越方式要理顺并优化,原有立交匝道及出入口应充分利用,还必须兼顾

表1 清徐南枢纽方案技术指标对比表

保障改造期内的旧路通行能力。对立交方案的比选,也应从整个区域路网结构来分析,以功能最优为第一原则,不可简单地以工程代价高低做方案取舍。本项目在现有道路环境复杂,匝道布线影响因素较多情况下,统筹考虑现有立交,优化形成了结构紧凑,占地集中,功能完善的枢纽方案,较好地解决了该项目枢纽设计节点难题,可为类似情况立交的设计提供参考。

猜你喜欢

匝道互通主线
山东首套ETC匝道准自由流预交易系统正式运行
牢牢把握红色主线凝聚奋进“红色动力”
王春书
更加突出主线 落实四个到位 推动主题教育取得实实在在成效
宜毕高速陈贝屯互通立交桥
중·한 우호관계 회복이 기대되는 2018년
2018 신시대, 중국특색 대국외교의 기회
数字主线
迷宫立交桥
浅议国道匝道路面拓宽工程施工质量控制